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Autogenschweißen (Oxy-Acetylen) erklärt: Funktionsweise & Vorteile

Was ist Autogenschweißen (Oxy-Acetylen)?

Autogenschweißen, allgemein als Gasschweißen bezeichnet, ist ein Prozess, der auf der Verbrennung von Sauerstoff und Acetylen basiert. Wenn sie in korrekten Proportionen in einem handgeführten Brenner oder Blasrohr gemischt werden, entsteht eine relativ heiße Flamme mit einer Temperatur von etwa 3.200 °C.

Beim Autogenschweißen wird ein Schweißbrenner verwendet, um Metalle zu verschweißen. Das Schweißen von Metall ergibt sich, wenn zwei Stücke auf eine Temperatur erhitzt werden, die einen gemeinsamen Schmelzbad erzeugt. Das Schmelzbad wird généralement mit zusätzlichem Metall, dem Zusatzwerkstoff, versorgt. Die Auswahl des Zusatzwerkstoffs hängt von den zu verschweißenden Metallen ab.

Die chemische Wirkung der Oxy-Acetylen-Flamme kann durch Ändern des Verhältnisses des Volumens von Sauerstoff zu Acetylen angepasst werden.

Eine weitere Art des Schweißens ist das Oxy-Acetylen-Schweißen. Auch als Oxy-Fuel-Schweißen bekannt, ist es ein Prozess, der auf der Verbrennung von Sauerstoff und einem Brenngas, typischerweise Acetylen, basiert. Man hört diese Art des Schweißens auch als „Gasschweißen“ bezeichnet.

Gasschweißen wird fast ausschließlich für das Schweißen dünner Metallabschnitte verwendet. Sie können Oxy-Fuel-Schweißen auch für Heizaufgaben nutzen, wie das Lösen festsitzender Schrauben und Muttern, das Erhitzen von starkem Material zum Biegen und Weichlöten.

Verwandt: Was ist Gasschweißen?

Autogenschweißen ist ein flexibles und verzeihendes Schweißverfahren, was es zu einer großartigen Wahl für Amateur- und Gelegenheits-Schweißer macht. Die Ausrüstung für Autogenschweißen ist auch tragbar und einfach zu bedienen.

Wie funktioniert Autogenschweißen?

Autogenschweißen nutzt eine hochenergetische, hochtemperaturige Flamme, die durch Verbrennen eines Brenngases (am häufigsten Acetylen) mit reinem Sauerstoff erzeugt wird. Das Grundmaterial wird mit dem Zusatzstab durch eine Flamme aus der Kombination von Oxy-Fuel-Gas durch die Spitze des Schweißbrenners geschmolzen.

Brenngas und Sauerstoffgas werden in druckbeaufschlagten Stahlflaschen gelagert. Druckminderer an den Flaschen reduzieren den Gasdruck.

Gas fließt durch flexible Schläuche, wobei der Schweißer den Fluss über den Brenner steuert. Der Zusatzstab wird dann mit dem Grundmaterial geschmolzen. Allerdings ist es auch möglich, zwei Metallstücke ohne Zusatzstab zu schmelzen.

Autogenschweißen (Oxy-Acetylen) erklärt: Funktionsweise & Vorteile

Flammenarten beim Autogenschweißen

Drei unterschiedliche Flammeneinstellungen werden verwendet: neutral, oxidierend und karburierend (carburizing).

Schweißen wird allgemein mit der neutralen Flammeneinstellung durchgeführt, die gleiche Mengen an Sauerstoff und Acetylen enthält. Die oxidierende Flamme wird durch Erhöhen des Sauerstoffflusses bei konstantem Acetylenfluss erhalten, während die karburierende Flamme durch Erhöhen des Acetylenflusses im Verhältnis zum Sauerstoff erreicht wird.

Da Stahl bei einer Temperatur über 1.500 °C schmilzt, wird die Mischung aus Sauerstoff und Acetylen verwendet, da es die einzige Gaskombination mit ausreichend Hitze zum Schweißen von Stahl ist. Andere Gase wie Propan, Wasserstoff und Leuchtgas können jedoch für das Verbinden von niedrigschmelzenden Nichteisenmetallen sowie für Hart- und Weichlöten verwendet werden.

Wie oben erwähnt, muss die Flamme so eingestellt werden, dass sie ein bestimmtes Aussehen hat, bevor Sie mit dem Autogenschweißen fortfahren können. Verschiedene Flammentypen werden für verschiedene Metalle verwendet.

1. Karburierende Flamme (Carburizing Flame)

Die karburierende Flamme enthält einen Überschuss an Acetylengas. Dieser Flammentyp eignet sich für Anwendungen, bei denen eine niedrigere Hitze erforderlich ist. Er wird zum Schweißen von Nickel, Monel-Metall, hochkohlenstoffhaltigem Stahl und einer Reihe von Nichteisenmetallen verwendet. Diese Flamme wird nicht zum Schweißen von normalem Stahl verwendet.

Verwandt: Was ist Karburieren?

2. Neutrale Flamme (Neutral Flame)

Die neutrale Flamme enthält gleiche Anteile an Sauerstoff und Acetylen. Dieser Flammentyp wird in den meisten Schweißoperationen verwendet, da die chemische Wirkung dieser Flamme auf erhitztes Metall am geringsten ist.

3. Oxidierende Flamme (Oxidizing Flame)

Wie der Name andeutet, hat eine oxidierende Flamme einen hohen Sauerstoffgehalt (das Verhältnis von Sauerstoff zu Acetylen beträgt 1,5:1). Dieser Flammentyp wird beim Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen wie Bronze und Messing verwendet. Er kann nicht zum Schweißen von Stahl verwendet werden, da er diesen oxidieren würde.

Ausrüstung beim Autogenschweißen

Oxy-Acetylen-Geräte sind tragbar und einfach zu bedienen. Sie umfassen Sauerstoff- und Acetylengase, die unter Druck in Stahlflaschen gespeichert sind. Die Flaschen sind mit Druckmindern und flexiblen Schläuchen ausgestattet, die zum Brenner führen.

Speziell entwickelte Sicherheitsvorrichtungen wie Flammensperren (Flame Traps) werden zwischen den Schläuchen und den Flaschen-Druckmindern platziert. Die Flammensperre verhindert, dass durch Rückzündung erzeugte Flammen die Flaschen erreichen. Hauptursachen für Rückzündungen sind das Versäumnis, die Schläuche zu spülen, und Überhitzung der Brennerdüse.

Beim Schweißen muss der Bediener Schutzkleidung und getönte Schutzbrillen tragen. Da die Flamme weniger intensiv ist als ein Lichtbogen und sehr wenig UV-Strahlung emittiert wird, bieten getönte Allzweckbrillen ausreichenden Schutz.

Betriebseigenschaften

Die Wirkung der Oxy-Acetylen-Flamme auf die Oberfläche des zu schweißenden Materials kann durch Variation der Gasflüsse so eingestellt werden, dass sie eine weiche, harte oder heftige Reaktion erzeugt. Es gibt natürlich praktische Grenzen für die Art der Flamme, die zum Schweißen verwendet werden kann.

Eine harte, starke Flamme bewirkt, dass das geschmolzene Schweißbad weggeblasen wird, während eine zu weiche Flamme in der Nähe des Anwendungs punkts nicht stabil sein wird.

Der Brenner ist daher so ausgelegt, dass er verschiedene Größen von „Schwanenhals-Kupferdüsen“ aufnehmen kann, um die korrekte Flammenintensität zu nutzen. Die Beziehung zwischen Materialdicke, Brennerdüsngröße und Schweißgeschwindigkeit ist in der Tabelle dargestellt. Beim Schmelzschweißen kann bei Bedarf Zusatzwerkstoff in Form eines Stabes hinzugefügt werden.

Die Haupttechniken beim Oxy-Fuel-Schweißen sind Links-, Rechts- und Alle-Positionen-Rechts-Verfahren. Das erste wird fast ausschließlich verwendet und ist ideal für das Schweißen von Stumpf-, Kehl- und Überlappnähten in Blechdicken bis ca. 5 mm. Die Rechtstechnik wird für Plattenstärken über 5 mm für das Schweißen in Flach- und Horizontal-Vertikal-Position verwendet.

Die Alle-Positionen-Rechts-Methode ist eine Modifikation der Rechtstechnik und eignet sich ideal für das Schweißen von Stahlplatten und besonders Rohrleitungen, die Positionsschweißen (senkrecht und über Kopf) erfordern. Die Rechts- und Alle-Positionen-Rechts-Techniken ermöglichen dem Schweißer, ein gleichmäßiges Einbrandperlen mit zusätzlicher Kontrolle über das geschmolzene Schweißbad und den Schweißzusatz zu erhalten.

Zusätzlich hat der Schweißer eine klare Sicht auf das Schweißbad und kann mit vollständiger Bewegungsfreiheit arbeiten. Diese Techniken sind sehr anspruchsvoll und werden seltener als die traditionelle Linkstechnik verwendet.

Warum Acetylen zum Schweißen verwenden?

Schweißen ist ein wichtiger Fertigungsprozess in verschiedenen Fertigungsindustrien. Es gibt verschiedene Arten von Schweißverfahren. Ein wichtiger Typ ist das Gasschweißen. Bei dieser Art wird die für den Prozess notwendige Wärme durch die Verbrennung von Sauerstoff und Acetylen erzeugt. Manchmal werden auch Wasserstoff, Butan und Propan als Ersatz für Acetylen verwendet.

Die Kombination von Sauerstoff und Acetylen zum Schneiden von Metallen wird seit ca. 1906 verwendet. Im Laufe der Jahre hat Acetylen Anerkennung als eines der sichersten, aber stärksten Schweißgase erlangt. Es gibt jedoch ein aufkommendes Missverständnis, dass Propan ein besseres Schweißgas als Acetylen sei. Dieser Beitrag teilt die Unterschiede zwischen diesen Gasen und diskutiert die Vorteile von Acetylengas im Detail.

Gasschweißen – 4 Unterschiede zwischen Propan und Acetylen

Die folgenden sind die Hauptunterschiede zwischen Propan und Acetylen:

  1. Flammentemperatur: Propan erzeugt eine Flammentemperatur von ~2.800 °C bei Verbrennung in Sauerstoff. Acetylen erzeugt eine Flammentemperatur von ~3.100 °C mit Sauerstoff. Diese hohe Flammentemperatur macht Acetylen zu einer geeigneten Wahl für das Gasschweißen von Stahl.
  2. Schweißen: Bei Verbrennung in Sauerstoff erzeugt Acetylen eine reduzierende Zone, die die Metalloberfläche leicht reinigt. Propan hat jedoch keine reduzierende Zone. Diese Eigenschaft macht es ungeeignet für das Schweißen. Heute wird Oxy-Acetylen-Schweißen für hochfeste Stähle eingesetzt.
  3. Sicherheit: Die Effizienz von Acetylen bei Verwendung mit Sauerstoff ist sehr hoch. Das bedeutet, dass die Gase, insbesondere der Sauerstoff, länger halten. Dies führt zu weniger Flaschenhandhabung.
  4. Wirtschaftliche Vorteile: Acetylen hat geringere stöchiometrische Sauerstoffanforderungen im Vergleich zu Propan. Das Volumenverhältnis von Propan beträgt 4,3 zu 1, während es für Acetylen 1,2 zu 1 beträgt. Das bedeutet, dass beim Einsatz von Propan mehr Sauerstoff verbraucht wird als bei Acetylen.

Alle oben genannten Unterschiede deuten darauf hin, warum Acetylen gegenüber Propan bevorzugt wird. Möchten Sie mehr über die Vorteile von Oxy-Acetylen für das Gasschweißen erfahren? Der nächste Abschnitt diskutiert dies im Detail.

3 Gründe, warum Acetylen ideal für das Schweißen ist

Die folgenden Punkte helfen Ihnen zu verstehen, warum Acetylen seit 1906 für das Schweißen bevorzugt wird.

  1. Ein sicheres Brenngas: Sicherheit hat in den meisten Prozessindustrien Priorität. Da Acetylen leichter als Luft ist, gibt es selten Chancen, dass es sich in niedrigen Ebenen ansammelt. Diese Eigenschaft macht es sicher für den Einsatz in jeder Verarbeitungsanlage oder in unterirdischen Anwendungen.
  2. Exzellente Schweißqualität: Acetylen ist das heißeste Brenngas in Kombination mit Sauerstoff. In den richtigen Anwendungen macht dies Acetylen ideal für das Schweißen verschiedener Stahlmaterialien.
  3. Geldersparnis: Oxy-Acetylen ist bekannt für seine Flexibilität und eignet sich für verschiedene Bearbeitungsvorgänge neben dem Schweißen, wie Hartlöten, Schneiden usw.

In Acetylenbefüllungsanlagen und anderen Anwendungen sind Acetylenflaschen für das Schweißen in verschiedenen Größen erhältlich. Diese Flexibilität macht sie einfach zu beschaffen und zu transportieren im Vergleich zu anderen Brenngasen.

Rexarc ist einer der führenden Hersteller von Ausrüstung zum Befüllen von Acetylenflaschen für das Schweißen. Das Team von Rexarc wird Ihnen helfen, die Spezifikationen und zusätzlichen Vorteile der Verwendung von Acetylen für das Gasschweißen zu verstehen.

Wofür wird Oxy-Fuel-Schweißen verwendet?

Oxy-Fuel-Schweißen ist ein Prozess zum Schweißen von Metalltypen, einschließlich Kohlenstoffstahl, Legierungsstähle, Gusseisen, Aluminium und Magnesium, unter Verwendung von reinem Sauerstoff und Brenngas. Beim Oxy-Fuel-Schweißen wird ein Brenner verwendet, um zwei Metallstücke auf eine Temperatur zu erhitzen, die ein Schmelzbad erzeugt.

Wie man richtig mit einem Oxy-Acetylen-Brenner arbeitet

Das Anzünden, Einstellen und Abschalten eines Sauerstoff-Acetylen-Brenners ist einfach – besonders wenn man die richtigen Verfahren befolgt. Zusätzlich zu diesen leicht zu befolgenden Anweisungen müssen Sie immer sicherstellen, dass Sie die Betriebsanweisungen des Brennerherstellers befolgen.

Wie man einen Oxy-Acetylen-Brenner richtig anzündet, einstellt und abschaltet:

Zuerst – bevor Sie versuchen, den Brenner anzuzünden, folgen Sie diesen Prüfungen:

Anzünden und Einstellen des Brenners (mit positivem/gleichdruckigem Mischer):

Abschalten des Brenners (mit positivem/gleichdruckigem Mischer):

Wenn der Brenner/Druckminderer und Gase für eine Weile nicht mehr verwendet werden, folgen Sie diesen Verfahren:

Denken Sie daran, immer grundlegende Sicherheitsregeln bei der Arbeit mit Oxy-Fuel-Ausrüstung zu befolgen.

FAQs

Was ist Oxy-Acetylen-Schweißen?

Oxy-Acetylen-Schweißen, allgemein als Gasschweißen bekannt, ist ein Prozess, der auf der Verbrennung von Sauerstoff und Acetylen basiert. Wenn sie in den richtigen Proportionen in einem Handbrenner oder Blasrohr gemischt werden, entsteht eine relativ heiße Flamme mit einer Temperatur von ca. 3.200 °C.

Was ist Oxy-Fuel-Schweißen?

Beim Oxy-Fuel-Schweißen wird ein Schweißbrenner verwendet, um Metalle zu verschweißen. Das Schweißen von Metall ergibt sich, wenn zwei Stücke auf eine Temperatur erhitzt werden, die ein gemeinsames Schmelzbad erzeugt. Das Schmelzbad wird généralement mit zusätzlichem Metall, dem Zusatzwerkstoff, versorgt. Die Auswahl des Zusatzwerkstoffs hängt von den zu verschweißenden Metallen ab.

Wofür wird Oxy-Fuel-Schweißen verwendet?

Oxy-Fuel-Schweißen ist ein Prozess zum Schweißen von Metalltypen, einschließlich Kohlenstoffstahl, Legierungsstähle, Gusseisen, Aluminium und Magnesium, unter Verwendung von reinem Sauerstoff und Brenngas. Beim Oxy-Fuel-Schweißen wird ein Brenner verwendet, um zwei Metallstücke auf eine Temperatur zu erhitzen, die ein Schmelzbad erzeugt.

Was ist der Oxy-Acetylen-Schweißprozess?

Oxy-Acetylen-Schweißen, allgemein als Gasschweißen bezeichnet, ist ein Prozess, der auf der Verbrennung von Sauerstoff und Acetylen basiert. Wenn sie in korrekten Proportionen in einem handgeführten Brenner oder Blasrohr gemischt werden, entsteht eine relativ heiße Flamme mit einer Temperatur von etwa 3.200 Grad.

Welche Metalle können mit Oxy-Acetylen geschweißt werden?

Wenn Oxy-Acetylen-Schweißen richtig durchgeführt wird, kann es zum Schweißen aller kommerziellen Metalle verwendet werden. Die mit Oxy-Acetylen geschweißten Metalle umfassen niedriglegierten Stahl, niedrigkohlenstoffhaltigen Stahl, Schmiedeeisen und Gusseisen.

Was ist der Zweck des Oxy-Acetylen-Schweißens?

Oxy-Acetylen-Gasschweißen wird allgemein für Schweiß- und Schneidoperationen an Metallen und Legierungen verwendet. Schweißen wird allgemein verwendet, um mehrere Metalle unter Nutzung der durch die Verbrennung von Brenngasen wie Acetylen, Wasserstoff, Propan oder Butan mit einer Sauerstoffmischung erzeugten Wärme zu verbinden.

Welche Metalle können mit Oxy-Acetylen geschweißt werden?

Metalle, die mit Oxy-Acetylen-Flamme geschweißt werden können, umfassen Eisen, Stahl, Gusseisen, Kupfer, Messing, Aluminium, Bronze sowie viele Legierungen. Die Oxy-Acetylen-Flamme wird auch zum Schneiden von Metall, Einsatzhärten und Glühen verwendet.

Wie macht man Oxy-Schweißen?

Warum ist die Elektrode mit Flussmittel beschichtet?

Die Elektrode ist mit einer Metallmischung namens Flussmittel beschichtet, die beim Zersetzen Gase abgibt, um Schweißverunreinigungen zu verhindern, Entoxidationsmittel einführt, um den Schweiß zu reinigen, schützenden Schlacke bildet, die Lichtbogenstabilität verbessert und Legierungselemente zur Verbesserung der Schweißqualität liefert.

Wie viel kostet eine Oxy-Acetylen-Ausstattung?

Sie benötigen eine Brenngasflasche und eine Sauerstoffflasche, um ein Oxy-Fuel-System jederzeit und überall zu betreiben. Die Anschaffungskosten für ein typisches mittelschweres Oxy-Fuel-System betragen 230 – 500 $.

Wie stark ist Brennerschweißen?

Brennerschweißausrüstung ist recht effektiv und kann Flammentemperaturen von bis zu 3.200 °C oder 5.620 °F erzeugen. Die Brennerschweißmaschine ist sehr vielseitig und kann für eine breite Palette von Projekten vom kleinsten Gadget bis zur größten Struktur eingesetzt werden.

Kann Oxy-Acetylen Edelstahl schneiden?

Aber nur Metalle, deren Oxide einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Basismetall selbst haben, können mit diesem Prozess geschnitten werden. Metalle wie Aluminium und Edelstahl können nicht mit Oxy-Fuel geschnitten werden, da die Bildung eines Oxids die Oxidation vollständig verhindert.

Welcher Druck bei Oxy-Acetylen?

Der Brenngasdruck beträgt 0,07 bar (1 psi) oder weniger. Der Sauerstoffdruck liegt zwischen 0,7 und 2,8 bar (10 bis 40 psi), abhängig von der Größe der Brennerdüse.

Warum sind die Vorhänge an der Schweißkabine so wichtig?

Schweißvorhänge und -schirme bieten eine zusätzliche Schutzschicht im Schweißarbeitsbereich und stellen sicher, dass Arbeiter in unmittelbarer Nähe des Schweißbereichs nicht schädlicher UV-Strahlung oder dem Risiko von Blitzverbrennungen ausgesetzt sind.

Wie haftet Flussmittel an einem Schweißstab?

Wenn die Flussmittelbestandteile im Lichtbogen verbrennen, geben sie Schutzgas ab, um das geschmolzene Schweißbad vor atmosphärischen Verunreinigungen zu schützen. Wenn das Schweißbad abkühlt, bildet das Flussmittel Schlacke, um das Schweißmetall vor Oxidation zu schützen und Porosität in der Schweißperle zu verhindern.

Was ist der beste Schweißstab für Edelstahl?

Eine 309 oder 312 SMAW-Elektrode ist eine gute Wahl für das E-Hand-Schweißen von Edelstahl, besonders für Wartungs- oder Reparaturanwendungen. Sie bietet hohe Rissbeständigkeit und gute Festigkeit und kann typischerweise Edelstahl verbinden, der bereits im Einsatz ist, auch wenn der spezifische Materialgrad nicht bekannt ist.

Was ist besser: Plasmaschneider oder Oxy-Acetylen?

Höhere Geschwindigkeiten bei dünneren Metallen: Plasma kann dünnere Metalle schneller schneiden als Oxy-Fuel, und mit minimaler oder keiner Metallverformung. Plasma bietet auch bessere Leistung beim Schneiden von gestapelten Metallen.

Wie viel schneller ist Plasmaschneiden als Oxy-Fuel-Schneiden?

Insgesamt erzeugt Plasma präzisere und sauberere Schnitte als Oxy-Fuel mit besserer Winkligkeit, schmalerer Schnittfuge, kleinerer Wärmeeinflusszone und wenig bis keinem Schlacke. Plasma ist mindestens doppelt so schnell wie Oxy-Fuel beim Schneiden von Metallen bis 25 mm Dicke und bis zu 12-mal schneller bei dünneren Materialien.

Welche Oxy-Acetylen-Flaschengrößen sollte ich kaufen?

Dies ist eine „Größer ist besser“-Situation, also erwägen Sie, einen höheren Tank wie K-Größe Sauerstoff und eine #4 Acetylen-Flasche zu kaufen. Wenn Sie es sich leisten können, schlage ich vor, zwei von jedem zu kaufen, damit Sie austauschen und weiterarbeiten können, anstatt das Projekt auf Eis zu legen, bis Sie zum Händler für eine Nachfüllung kommen können.

Ist Oxy-Acetylen veraltet?

In den letzten Jahrzehnten ist Oxy-Acetylen-Schweißen veraltet geworden. Unsere modernen Lichtbogenschweißgeräte bieten mehr Konsistenz und schweißen schneller. Allerdings ist Oxy-Acetylen-Schneiden immer noch ein häufig verwendeter Prozess, der täglich von Millionen von Schweißern genutzt wird.

Können Oxy-Acetylen-Brenner Aluminium schneiden?

Nein, Oxy-Acetylen ist nicht zum Schneiden von Aluminium geeignet. Oxy-Acetylen (Acetylen ab diesem Punkt) erhitzt Aluminium genug zum Schmelzen, aber keineswegs auf saubere Weise.

Was braucht man für Oxy-Acetylen-Schweißen?

Wesentliche Ausrüstungskomponenten:

Schaltet man zuerst Sauerstoff oder Acetylen ein?

Sie können beginnen, indem Sie das Acetylenventil um 1/8 Umdrehung öffnen und die Flamme entzünden. Verlangsamen Sie nun die Flamme, bis der Rauch auf ein Minimum reduziert ist. Sie sehen, wie die Flamme sich zum Ende hin federartig formt. Öffnen Sie nun langsam das Sauerstoffventil und beobachten Sie, wie die Vorwärmflammen erscheinen.

Was sind die Vorteile von Oxy-Acetylen-Schweißen?

Vorteile von Oxy-Acetylen-Schweißen:

Welche Metalle kann man mit Oxy-Acetylen schweißen?

Metalle, die mit Oxy-Acetylen-Flamme geschweißt werden können, umfassen Eisen, Stahl, Gusseisen, Kupfer, Messing, Aluminium, Bronze sowie viele Legierungen. Die Oxy-Acetylen-Flamme wird auch zum Schneiden von Metall, Einsatzhärten und Glühen verwendet.

Herstellungsprozess

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